JP2017053809A - 計量装置用水平調整機構 - Google Patents

Abstract

【課題】計量装置の水平調整を容易とする計量装置用水平調整機構を提供する。【解決手段】水平調整機構（2）は、設置面と当接する足部（11）と前記足部から上方に延出し外周に雄ねじ部（14）を有する足コマ軸（12）とを備える足コマ（10）と、内周に前記雄ねじ部と螺合する雌ねじ部を有する回転体（20）と、螺合した前記足コマと前記回転体を収容するハウジング（30）と、前記ハウジングを装置ケースに固定するための固定部（S2，36）と、前記装置ケースに設けられた、前記ハウジングを収容する収容空間（6）と、を有し、回転体の回転運動を足コマの上下運動に変換する。【選択図】図９

Description

本発明は、計量装置を水平に設置するために備えられた計量装置用水平調整機構に関する。

計量装置である天秤は、重力加速度方向が一定の時に質量と重力の積を力として検出し、基準分銅の質量を基準に基準分銅に加わる重力と同じ重力が被計量物に加わることを前提として、質量を検出する。このため、正確な計量を行うために、天秤を設置する時は、重力ベクトルを合わせるための水平調整を行う必要がある。

一般的に、天秤の水平調整は、質量センサを収容する天秤ケース２００の下ケースの底面に設置された調整足（以下、足コマと称する）を高さ調整することにより行われる。図１１に示すように、足コマ１００は、単純に、設置面と当接する足部３００の軸に雄ネジが形成されており、軸から半径方向に延出した操作部４００を指で回転させることで、ケース２００側に形成された雌ネジに足部３００が収容／突出することで、高さ調整が可能となる（特許文献１も参照）。

特開２００７−３３３６０６号公報

しかし、図１１のような足コマ１００は、最も簡便な水平調整機構となるが、ねじの回転運動により直接高さを調整するので、操作部４００を回転させると足部３００も回転し、その回転が設置面との摩擦を生み、ねじの回転とともに天秤自体も移動してしまうという不具合があった。また、設置面の材質により摩擦抵抗が強い場合または装置が重量物である場合は、足部３００の回転抵抗が大きく、操作部４００が回転しにくくなり、水平調整が困難となるという問題もあった。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、計量装置の水平調整を容易とする計量装置用水平調整機構、すなわち、水平調整を容易とする新規な足コマとそのための好適な装置ケース構造を提供する。

上記課題を解決するために、本発明のある態様の計量装置用水平調整機構は、設置面と当接する足部および前記足部から上方に延出し外周に雄ねじ部を有する足コマ軸とを備える足コマと、内周に前記雄ねじ部と螺合する雌ねじ部を有する回転体と、螺合した前記足コマと前記回転体を収容するハウジングと、前記ハウジングを装置ケースに固定するための固定部と、前記装置ケースに設けられ前記ハウジングを収容する収容空間と、を有することを特徴とする。

上記態様において、前記装置ケースは上ケースと下ケースの嵌合構造からなり、前記ハウジングは前記固定部によって前記上ケースの下面に固定されるのも好ましい。

上記態様において、前記ハウジングは、前記上ケースと下ケースの嵌合部の外に配置されるのも好ましい。

上記態様において、前記ハウジングの内側面および前記収容空間を形成する位置の前記上ケースと下ケースの嵌合部は、水平方向に見て、装置内側に弧をなす半楕円状に形成されるのも好ましい。

上記態様において、前記足コマ軸には抜け止めが形成されるのも好ましい。

上記態様において、前記足コマ軸の雄ねじ部と前記回転体の雌ねじ部は、互いに逆ねじの関係を有しているのも好ましい。

本発明のある態様の計量装置用水平調整機構は、上ケースと下ケースの嵌合構造からなり質量センサを収容する装置ケースと、設置面と当接する足部および前記足部から上方に延出し外周に雄ねじ部を有する足コマ軸とを備える足コマと、内周に前記雄ねじ部と螺合する雌ねじ部を有する回転体と、螺合した前記足コマと前記回転体を収容するハウジングと、前記ハウジングを前記装置ケースに固定するための固定部と、前記装置ケースに設けられた、前記ハウジングを収容する収容空間と、を有し、前記質量センサは前記上ケースに固定され、前記ハウジングは前記固定部によって前記下ケースを避けて前記上ケースに固定されることを特徴とする。

本発明の計量装置用水平調整機構によれば、計量装置の高さを調整する調整足（足コマ）を、水平方向の回転運動を上下方向の直線運動に変換するユニットで構成したので、計量装置の水平調整を容易にすることができる。

実施の形態に係る水平調整機構を有する天秤の右方斜視図である。 図１の水平調整機構の分解斜視図である。 図１の水平調整機構の正面図である。 図１の水平調整機構の右側面図である。 図１の水平調整機構の背面図である。 図１の水平調整機構の上面図である。 図１の水平調整機構の下面図である。 図１の水平調整機構の断面図である。 図１の天秤の下方斜視図である。 図１の天秤の上ケースの下面図である。 従来の天秤の水平調整機構を示す概観図である。

次に、本発明の好適な実施の形態について説明する。

図１において、符号１は、計量装置のうちの一つである、天秤である。天秤１の本体は、外観上はケース３（装置ケース）で形成されており、中に質量センサ９ａ（図１０を参照）を収納している。ケース３からは、計量皿４が露出しており、計量皿４に載置された計量物の荷重は、皿軸（図示せず）を介して、質量センサ９ａに伝達する。

天秤１は、後方中央一箇所に上ケース３ａの一部で形成された固定足７（図９を参照）と、前方左右二箇所に備えられた足コマユニット８,８と、三点で設置面と当接しており、足コマユニット８で高さ調整がなされる。

次に、天秤１に備えられた水平調整機構２について説明する。水平調整機構２は、足コマユニット８と、その収容空間６を有する。

足コマユニット８は、図２〜図８に示すように、足コマ１０と、回転体２０と、ハウジング３０を有する。

足コマ１０は、設置面と当接する足部１１と、足部１１から上方に延出した足コマ軸１２を有する。足部１１および足コマ軸１２は、例えば亜鉛ダイカストにより一体成形されている。足部１１は、円柱状で、下方は円錐台状に形成されている。そのうち周方向等間隔二箇所は、平面加工され、いわゆる二面幅が形成されている。足コマ軸１２には、足部１１の二面幅と周方向に９０度異ならせた位置に、同様に二面幅が形成されている。足部１１の下面にはゴム栓１３をはめ込むための穴が形成されており、足部１１はゴム栓１３で摩擦抵抗を高めた状態で設置面と当接する。足コマ軸１２は、外周に雄ねじ部１４を有している。この雄ねじ部１４は、左ねじで形成されており、通常とは逆にねじが切られている。

回転体２０は、中空円盤状であり、内周に雌ねじ部（図示略）を有している。この雌ねじ部も左ねじで形成されており、通常とは逆にねじが切られている。回転体２０の外周には、指がかりをよくするため、周方向等間隔に上下方向に延びる凹部が複数形成されている。回転体２０は、ＡＢＳ樹脂等により成形されている。

ハウジング３０は、螺合した状態の足コマ１０と回転体２０を収容するものであり、本体部３１と、上リブ３２と、下リブ３３とを有する。本体部３１、上リブ３２、および下リブ３３は、ＡＢＳ樹脂等により一体成形されている。本体部３１は、水平方向断面が、略楕円状となるように形成されている。本体部３１は、図２及び図５に示すように、内外両方向に開口する中央スペースＳ１と、内方向にのみ開口する左右スペースＳ２を有する。なお、本明細書において内外とは、足コマユニット８が組み付けられた状態での方向である。

中央スペースＳ１は、回転体２０を収容するために形成されており、図４に示すように、外側の開口部３４よりも内側の開口部３５が大きくなるように形成されている。内側の開口部３５は、組立時に回転体２０を挿入するために使用され、外側の開口部３４は、回転体２０を操作用に必要最小限に露出させるために使用される。左右スペースＳ２は、ハウジング３０をケース３に固定するための固定部として形成されている。左右スペースＳ２の上方には、図６,図８に示すように、ねじ挿通孔３６が形成されている。上リブ３２および下リブ３３は、本体部３１の略中心部に形成され、足コマ１０を挿通するガイド孔として機能する。上リブ３２の内周には、周方向等間隔二箇所が平面で形成されており、この平面が足コマ軸１２の二面幅と一致して回り止めとして機能する。下リブ３３の内周も、足部１１の二面幅と一致して回り止めとして機能する。

このように、本形態の足コマユニット８は、高さ調整のためのねじ構造を備えた足コマ１０、操作部となる回転体２０、これらをサポートする部材であるハウジング３０により、回転体２０の水平方向の回転運動が、足コマ１０の上下方向の直線運動に変換されるように構成されているので、足コマ１０が回転体２０の操作時に回転しない。すなわち、調整操作に伴う回転体２０の回転トルクは設置面に伝わらないので、調整操作によって天秤１が移動し水平調整のやり直しが生じるという不具合を解消することができる。また、設置場所の摩擦係数の差によらず、安定した水平調整が可能となる。

また、足コマユニット８は、足コマ１０、回転体２０、およびハウジング３０の三点からなる、天秤1本体とは独立した一の足ユニットとして構成されているので、天秤１の組立工程とは別工程での組立が可能となり、天秤の生産性を上げることができる。

ここで、上記の足コマユニット８は、天秤１本体とは独立したユニットで、かつ自身に所要の大きさを有するため、天秤ケース３側へのスペース干渉の問題と、天秤１の組立剛性についての問題に対処する必要がある。よって、次に、足コマユニット８の配置空間および固定手段に対しての好適なケース３の形態について説明する。

ケース３は、質量センサ９ａを収容する概略矩形の箱であり、上ケース３ａと下ケース３ｂの上下嵌合構造からなる。このうち、上ケース３ａに、質量センサ９ａが固定されている。質量センサ９ａは、本形態では電磁平衡式のものを例示しているが、例えば、歪ゲージ式、静電容量式等、計量皿４に載置された荷重に応じた計量信号が得られるものであれば良い。質量センサ９ａは、本形態では上ケース３ａに対し板ばね状のショックアブソーバ部材９ｂを介してネジ止めされている（図１０参照）が、固定手段については、当業者であれば想定できる様々な固定手段が採られてよい。このため、上ケース３ａは一定の剛性が必要であり、剛性および造形の自由度からアルミダイカスト等の一体成形が好ましい。下ケース３ｂは、低熱伝導率、防水性、防腐性などの観点から、ステンレス等のプレス加工が好ましい。下ケース３ｂは、上ケース３ａの下方開放部の蓋体として機能し、天秤１は、上ケース３ａと下ケース３ｂの嵌合により密閉されることで、防水性・防塵性を備える。

そして、ケース３には、上ケース３ａと下ケース３ｂの形状により、足コマユニット８の収容空間６が形成されている。

図９に示すように、上ケース３ａおよび下ケース３ｂの外形は概略矩形であるが、そのうち下ケース３ｂは、前方の左右側面に、天秤１の装置内側に弧をなす半楕円状の窪み部３ｃを有する。この下ケース３ｂの窪み部３ｃと窪み部３ｃの上方を覆う上ケース３ａの下面で形成された天板部３ｄとにより画成された空間が、足コマユニット８の収容空間６となる。図１０に示すように、上ケース３ａの天板部３ｄには、足コマユニット８の挿通孔３６に対応する位置に形成されたねじ穴３ｅ、足コマユニット８の足コマ軸１２の逃げ穴３ｆが形成されている。

図１０に示すように、上ケース３ａの下端縁には、収容空間６を避けて、嵌合溝（嵌合部５）が全周に亘り凹設されている。図示を略するが、下ケース３ｂの上端縁にも、同様の嵌合溝（嵌合部）が全周に亘り凹接されている。上ケース３ａと下ケース３ｂは、嵌合部５にシリコンゴムなどのシール材を介した状態で嵌合される。ここで、収容空間６を形成する位置の上ケース３ａと下ケース３ｂの嵌合部５０（図１０参照）は、装置内側に弧をなす半楕円状に形成されているので、緩やかな連続したカーブ形状を有している。このため、嵌合部５０に配置されるシール部材は、上下ケースの嵌合に伴って、長さ方向に亘って均一圧で組み付けられる。これにより、足コマユニット８を新規に配置しても、その収容空間６における嵌合部５０の気密性が弱まることはなく、天秤１の防水・防塵性能は維持されたままとなる。

なお、上記の気密性維持の点を考慮したため、足コマユニット８では、ハウジング３０の水平方向断面は略楕円状で形成されている。ハウジング３０の内側面の形状は、曲率半径約４０ｍｍの半楕円状であり、水平方向断面で角部が生じるような矩形状や曲率半径の大きくなる真円形状に形成されていない。また、ハウジング３０の外側面の形状は、水平方向断面で内側面よりも曲率半径が小さく形成されている。このため、外観上、足コマユニット８は天秤１の外形にまとまりよく収まっている。

また、質量センサ９ａが上ケース３ａに固定されているのに対し、下ケース３ｂに足部を固定した場合、下ケース３ｂの伸縮が計量精度に影響を与えるおそれがある。これに対し、本形態では、上ケース３ａに質量センサ９aを固定し、足コマユニット８は、下ケース３ｂを避けて、上ケース３ａに固定されている。即ち、質量センサ９ａを備えた上ケース３ａを足コマユニット８で直接支持する形態としたことで、天秤１の剛性が向上し、計量精度の維持も図ることができる。

また、水平調整機構２によれば、足コマユニット８は、上ケース３ａおよび下ケース３ｂにより画成されたケース３の内部ではなく、ケース３の外（嵌合部５の外）に配置されている。このため、ケース３を分解することなく（上ケース３ａと下ケース３ｂの嵌合を解くことなく）、ユニット単位で、または足コマ１０，回転体２０，ハウジング３０の各部品単位での交換／修理が可能となる。

さらに、水平調整機構２によれば、足コマユニット８は、内側の開口部３５から回転体２０をハウジング３０の中央スペースＳ１に挿入し、ハウジング３０の下リブ３３および上リブ３２をガイドにして足コマ１０を螺合し、ハウジング３０の左右スペースＳ２から上ケース３ａに固定ねじＸ（図８参照）でねじ止めすれば取付けが完了する。このため、従来の図１１の足コマ１００と比すると部品点数は増えるが、ユニットとしては簡潔な構造であり、ユーザレベルでの交換／修理が可能である。

また、水平調整機構２によれば、足コマユニット８は、足コマ軸１２の雄ねじ部１４と回転体２０の雌ねじ部は互いに逆ねじの関係を有しているため、回転体２０を右方向に回すとハウジング３０と一体となった天秤１は下がり、回転体２０を左方向に回すと、ハウジング３０と一体となった天秤１は上がるので、従来の図１１の足コマ１００と同様の操作感覚で高さ調整が行える。なお、調整操作に不慣れなユーザを想定して、足コマ軸１２の略頂部には、足コマ１０の抜け止めとなるワッシャー１５（図３等参照）が備えられている。ワッシャー１５を備えることにより、不慣れなユーザが調整を行ったときに、回転体２０の回しすぎによってユニットが散ける不具合を回避することができる。

以上、本発明の実施に好ましい形態として、足コマユニット８およびその収容空間６を備えたケース構造からなる水平調整機構２の形態を述べたが、これは本発明の一例であり、当業者の知識に基づいて、各種の変形が可能である。例えば、水平調整機構２の設置箇所は、上ケース３ａの前方左右二箇所で例示したが、上ケース３ａの四隅に設置することも、前記前方左右二箇所を含む外周部二箇所以上に設置することも、上ケース３ａの前方左右二箇所に符号７のような固定足を設け上ケース３ａの後方左右二箇所に足コマユニット８を設置することも可能である。

また、本形態の足コマユニット８は、装置本体から独立した高さ調整ユニットであるので、そのための収容空間６を装置ケース側に形成すれば、天秤１に限らず、水平調整を必要とする他の実験装置、生産機械、その他は机、プロジェクター等、汎用性高く適用できすることができ、設計費や金型代などのイニシャルコストを削減することが可能である。

１ 天秤
２ 水平調整機構
３ａ 上ケース
３ｂ 下ケース
３ｃ 窪み部
３ｄ 天板部
５ 嵌合溝
６ 収容空間
８ 足コマユニット
９ａ 質量センサ
１０ 足コマ
１１ 足部
１２ 足コマ軸
１４ 雄ねじ部
１５ ワッシャー（抜け止め）
２０ 回転体
３０ ハウジング
３１ 本体部
３２ 上リブ
３３ 下リブ
３４ 外側の開口部
３５ 内側の開口部
３６ 挿通孔（固定部）
Ｓ１ 中央スペース
Ｓ２ 左右スペース（固定部）
５０ 収容空間を形成する位置の上ケースと下ケースの嵌合部

上記課題を解決するために、本発明のある態様の計量装置用水平調整機構は、質量センサを収容する装置ケースと、設置面と当接する足部および前記足部から上方に延出し外周に雄ねじ部を有する足コマ軸とを備える足コマと、内周に前記雄ねじ部と螺合する雌ねじ部を有する回転体と、螺合した前記足コマと前記回転体を収容するハウジングと、前記ハウジングを前記装置ケースに固定するための固定部と、前記装置ケースに設けられ前記ハウジングを収容する収容空間と、を有することを特徴とする。

Claims (7)

1. 設置面と当接する足部および前記足部から上方に延出し外周に雄ねじ部を有する足コマ軸とを備える足コマと、
   内周に前記雄ねじ部と螺合する雌ねじ部を有する回転体と、
   螺合した前記足コマと前記回転体を収容するハウジングと、
   前記ハウジングを装置ケースに固定するための固定部と、
   前記装置ケースに設けられ前記ハウジングを収容する収容空間と、
   を有することを特徴とする計量装置用水平調整機構。
   
2. 前記装置ケースは上ケースと下ケースの嵌合構造からなり、前記ハウジングは前記固定部によって前記上ケースの下面に固定されることを特徴とする請求項１に記載の計量装置用水平調整機構。
   
3. 前記ハウジングは、前記上ケースと下ケースの嵌合部の外に配置されることを特徴とする請求項２に記載の計量装置用水平調整機構。
   
4. 前記ハウジングの内側面および前記収容空間を形成する位置の前記上ケースと下ケースの嵌合部は、水平方向に見て、装置内側に弧をなす半楕円状に形成されることを特徴とする請求項３に記載の計量装置用水平調整機構。
   
5. 前記足コマ軸には抜け止めが形成されることを特徴とする請求項４に記載の計量装置用水平調整機構。
   
6. 前記足コマ軸の雄ねじ部と前記回転体の雌ねじ部は、互いに逆ねじの関係を有していることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の計量装置用水平調整機構。
   
7. 上ケースと下ケースの嵌合構造からなり質量センサを収容する装置ケースと、
   設置面と当接する足部および前記足部から上方に延出し外周に雄ねじ部を有する足コマ軸とを備える足コマと、
   内周に前記雄ねじ部と螺合する雌ねじ部を有する回転体と、
   螺合した前記足コマと前記回転体を収容するハウジングと、
   前記ハウジングを前記装置ケースに固定するための固定部と、
   前記装置ケースに設けられた、前記ハウジングを収容する収容空間と、
   を有し、
   前記質量センサは前記上ケースに固定され、前記ハウジングは前記固定部によって前記下ケースを避けて前記上ケースに固定されることを特徴とする計量装置用水平調整機構。